CAN總線故障-案例

1、豐田CAN 總線案例1.CAN總線結(jié)構(gòu) ，CAN網(wǎng)絡(luò)在汽車上迅速發(fā)展成熟，這樣就要求維修人員能掌握CAN的檢修方法。 維修人員對(duì)這方面理解和認(rèn)識(shí)原因： 一是由于CAN網(wǎng)絡(luò)大量應(yīng)用，但故障發(fā)生的數(shù)量還不多，很少有這方面的維修經(jīng)驗(yàn)； 二是CAN網(wǎng)絡(luò)故障往往表現(xiàn)為跨系統(tǒng)性，對(duì)維修人員跨系統(tǒng)診斷能力要求高，如故障部位在發(fā)動(dòng)機(jī)電路部分，但故障現(xiàn)象在組合儀表上出現(xiàn)，或者在空調(diào)系統(tǒng)體現(xiàn)。 各節(jié)點(diǎn)(ECU或傳感器)通過(guò)CAN總線相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊。 各節(jié)點(diǎn)分別是指CM、防滑控制ECU、組合儀表、主車身ECU、空調(diào)放大器、中央氣囊傳感器總成、DLC3。 CAN總線為雙絞線，由CANH和CANL兩條線配對(duì)，

2、并由差動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)。 CAN有兩個(gè)120的終接電阻器，這里終接電阻器位于組合儀表和 ECM ，連接終接電阻器的，其它為。2.CAN總線的通訊規(guī)則 信息的發(fā)送有2種規(guī)則， 一、某一節(jié)點(diǎn)向該節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，該節(jié)點(diǎn)才向其發(fā)送信息； 二、沒(méi)有請(qǐng)求信號(hào)，各節(jié)點(diǎn)向?qū)?yīng)節(jié)點(diǎn)定期發(fā)送信息。信號(hào)優(yōu)先權(quán)的問(wèn)題：（1）當(dāng)2個(gè)以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)，那么節(jié)點(diǎn)自身需判定信號(hào)優(yōu)先級(jí)別，優(yōu)先級(jí)別高的先發(fā)送。如ECM發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)水溫信號(hào)THW到組合儀表，防滑控制ECU需電子油門(mén)協(xié)調(diào)工作的信號(hào)發(fā)送到ECM，這時(shí)ECM和防滑控制ECU各自比較信號(hào)優(yōu)先級(jí)別， 結(jié)果是，防滑控制ECU優(yōu)先發(fā)送。（2）同樣當(dāng)同一節(jié)點(diǎn)需同時(shí)發(fā)送2個(gè)以上信號(hào)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)也

3、要判定優(yōu)先級(jí)別，級(jí)別高的先發(fā)送，如ECM發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)水溫信號(hào)THW、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne信號(hào)優(yōu)先發(fā)送。（3）信息接收時(shí)，也會(huì)有相應(yīng)的規(guī)則，如某一節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的同時(shí)如何協(xié)調(diào)信息接收等。CAN總線通過(guò)通訊協(xié)議，也就是通訊規(guī)則，保證了通訊的順利進(jìn)行，同時(shí)也保證了高的通訊穩(wěn)定性及高的通訊速度。一般CAN的通訊速度為500kB/s(最高2MB/s)。 C A N 總線為短字節(jié)傳輸， 數(shù)據(jù)幀18字節(jié)，保證了傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。另外，一旦節(jié)點(diǎn)判定傳輸數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)，會(huì)請(qǐng)求重新發(fā)送，具有糾錯(cuò)功能。圖2 CAN總線節(jié)點(diǎn)通訊示意圖3.CAN通訊特點(diǎn)(1)減少了線束和連接器的使用，可靠性增強(qiáng)比較總線通訊和非總

4、線通訊，3個(gè)ECU中的每一個(gè)ECU要控制相應(yīng)的執(zhí)行器，需要接收3個(gè)傳感器的信號(hào)。如果按照?qǐng)D3a所示不使用總線通訊，3個(gè)傳感器信號(hào)都需要單獨(dú)輸送到3個(gè)ECU，如果采用圖3b使用總線通訊，每個(gè)傳感器信號(hào)只要輸入到1個(gè)較近的ECU，另外2個(gè)傳感器信號(hào)只需要通過(guò)總線傳送。比較兩圖可知，有總線時(shí)線束和連接器減少了。實(shí)際中，車輛上大量的傳感器信號(hào)都是多個(gè)ECU需要，那么總線通訊的使用將大幅減少線束和連接器。(2)抗電磁干擾CAN總線為雙絞線，具備抗強(qiáng)的電磁干擾能力。(3)失效保護(hù)發(fā)生故障時(shí)，CAN總線失效保護(hù)功能啟動(dòng)，最大程度地保證其它部分正常工作，另外CAN總線也易于診斷。比較CAN總線通訊、其它總線(

5、以某BEAN總線為例)通訊、常規(guī)總線通訊。常規(guī)總線通訊，各節(jié)點(diǎn)通過(guò)單線連接到總線(也為單線)，總線未形成環(huán)形。當(dāng)總線一處斷路時(shí)，斷開(kāi)后形成了兩部分，兩部分之間將無(wú)法實(shí)現(xiàn)通訊。 (4)傳輸速度多樣性 CAN總線從傳輸速度上來(lái)看，有高速CAN總線(CAN HS)、中速CAN總線(CANMS)、低速CAN總線(CAN LS)。有些車輛上同時(shí)使用多種速度的CAN總線。二、豐田BEAN總線在豐田車中總線故障代碼可以通過(guò)IT2(豐田智能檢測(cè)儀2代)檢測(cè)出，進(jìn)入BUS CHECK進(jìn)行操作，能檢測(cè)出總線的故障代碼。該檢測(cè)僅僅針對(duì)各節(jié)點(diǎn)之間通訊異常。對(duì)于CAN總線，我們可以還通過(guò)檢測(cè)DLC3端子CANH(6)、

6、CANL(14)、接地、電源蓄電池正極之間的電阻，來(lái)進(jìn)一步確定CAN總線短路或斷路的情況。檢測(cè)方法如表1所示。 圖4所示為帶智能啟動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)的豐田凱美瑞CAN總線結(jié)構(gòu)。 CAN 1號(hào)總線(應(yīng)用在動(dòng)力系統(tǒng))為高速CAN總線; CANMS總線(應(yīng)用在智能啟動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)等)為中速CAN總線; CAN 2號(hào)總線(應(yīng)用在AFS自動(dòng)前大燈系統(tǒng))CAN總線速度又不同。 那么這三種速度不一樣的CAN總線形成了3個(gè)子CAN網(wǎng)絡(luò)，他們之間通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊。 該車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)除了CAN總線之外，還有，應(yīng)用音響等多媒體系統(tǒng)。三、典型案例分析 案例1 故障現(xiàn)象 一輛凱美瑞A C V 3 0 L 轎車， 配備U250E(5速手

7、自一體)ECT變速器，行駛里程15343km。該車發(fā)生事故，事故中該車追尾前車，車輛前部一定程度損傷，但未引發(fā)氣囊工作。為便于鈑金修復(fù)和涂裝，將發(fā)動(dòng)機(jī)總成拆下，鈑金和涂裝作業(yè)后，發(fā)動(dòng)機(jī)裝車，試車時(shí)出現(xiàn)如下故障現(xiàn)象： 1.IG ON或STA時(shí)，組合儀表上ABS指示燈常亮和防滑指示燈常亮。正常時(shí)，IG ON時(shí)，自檢后ABS指示燈和防滑指示燈熄滅。在ABS(帶VSC、TRC)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)點(diǎn)亮ABS指示燈和防滑指示燈。另外，VSC作動(dòng)時(shí)防滑指示燈點(diǎn)亮提醒駕駛員。 2.組合儀表上水溫表一直指在最低位置。正常時(shí)，IG ON時(shí)，水溫表指針能反映發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的變化。 3.組合儀表上發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表一直指零。4.組

8、合儀表上換擋桿位置指示燈都不顯示。正常時(shí)，IG ON時(shí)，換擋在P位置，儀表上P字母相應(yīng)點(diǎn)亮。5.空調(diào)無(wú)冷氣。怠速時(shí)，開(kāi)空調(diào)后，從高到低緩慢逐步的調(diào)節(jié)溫度，暖氣階段能感覺(jué)溫度的變化；到冷氣階段，只能吹出環(huán)境溫度的空氣。另外也觀察到壓縮機(jī)磁性離合器未作動(dòng)。故障現(xiàn)象中現(xiàn)象都表現(xiàn)在組合儀表上。一時(shí)無(wú)法找出故障的共同點(diǎn)，考慮故障現(xiàn)象與相應(yīng)系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)或組合儀表有關(guān)，對(duì)各相應(yīng)系統(tǒng)故障代碼進(jìn)行檢測(cè)，及對(duì)組合儀表實(shí)施相應(yīng)項(xiàng)目的主動(dòng)測(cè)試。 連接豐田智能測(cè)試儀IT2，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到IG ON，打開(kāi)IT2電源，選擇自動(dòng)進(jìn)入，提示“無(wú)法偵測(cè)到車輛特征”。 說(shuō)明IT2與車輛無(wú)法通訊。IT2本身沒(méi)有故障，那么問(wèn)題在車

9、輛本身。 然后對(duì)該車診斷端口DLC3進(jìn)行檢測(cè)。診斷端口DLC3的端子如圖5所示。診斷端口DLC3的測(cè)量方法和標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。按照表1診斷方法對(duì)診斷端口DLC3的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果為：BAT(16)-車身接地：電壓為12.23V，正常；CG(4)-底盤(pán)接地：電阻為0，正常；SG(5)-底盤(pán)接地：電阻為0，正常；CANH(6)-CANL(14)：電阻為118，從檢測(cè)結(jié)果可知， C A N H ( 6 ) 與CANH(14)之間的測(cè)量電阻異常。由圖1可知，如果從DLC3端測(cè)量CAN網(wǎng)絡(luò)電阻值，這時(shí)表現(xiàn)為組合儀表和ECM中兩個(gè)120電阻器并聯(lián)，測(cè)量值為60左右(標(biāo)準(zhǔn)范圍為5469(見(jiàn)表1)，現(xiàn)在測(cè)量值

10、為118，可以判斷主總線有斷路。接著分別測(cè)量主總線CANH和CANL的通斷。 依據(jù)電路圖，在車輛上找到。； 將ECM的連接器插座恢復(fù)，將ECM的連接器插座再次脫開(kāi)，并將組合儀表的連接器插座恢復(fù)。測(cè)量，正常。由此，可以判斷有斷路，要么斷路發(fā)生在ECM的連接器上，發(fā)生在ECM的連接器插座(41)和(49)端子上，要么發(fā)生在ECM電阻器本身。對(duì)ECM的連接器插座(41)和(49)端子和ECM側(cè)插銷對(duì)應(yīng)端子進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)插座41端子有松動(dòng)。重新插好ECM連接器和插座41端子。試車，故障徹底排除。四、結(jié)論ECM插座端子(41)位置斷路，導(dǎo)致ECM無(wú)法與CAN網(wǎng)絡(luò)的其他ECU通訊，那么ECM無(wú)法接收CAN

11、網(wǎng)絡(luò)中其他ECU的信號(hào)，ECM的信息也無(wú)法與其他ECU實(shí)現(xiàn)共享。常見(jiàn)故障主要有以下幾種。1. ABS指示燈常亮和防滑指示燈常亮據(jù)ABS(帶VSC、TRC)系統(tǒng)故障保護(hù)功能可知，如果防滑控制ECU、傳感器信號(hào)或ABS執(zhí)行器中出現(xiàn)故障，則防滑控制ECU 將停止ABS執(zhí)行器的控制，并將故障信號(hào)輸入到ECM(內(nèi)含發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊)，ECM拒絕任何來(lái)自 ABS系統(tǒng)的電子控制節(jié)氣門(mén)打開(kāi)請(qǐng)求。結(jié)果，車輛將不考慮 ABS、TRC 和 VSC 系統(tǒng)的運(yùn)行。斷路后，此時(shí)ECM無(wú)法接收防滑控制ECU輸入的信號(hào)，導(dǎo)致ECM無(wú)法協(xié)同ABS系統(tǒng)的作動(dòng)。那么防滑控制ECU認(rèn)為發(fā)生了故障，將此信號(hào)反饋到組合儀表，組合儀表點(diǎn)亮A

12、BS指示燈和防滑指示燈。 2.水溫表一直指在最低位置正常時(shí)，水溫信號(hào)來(lái)自水溫傳感器， 水溫傳感器的信號(hào)傳送給ECM，ECM再通過(guò)CAN總線將其送給組合儀表，然后在水溫表上指示出來(lái)。 斷路后，ECM無(wú)法通過(guò)CAN總線向組合儀表傳送水溫信號(hào)，導(dǎo)致水溫表一直指在最初的最低位置。 3.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表一直指零與水溫信號(hào)一樣，斷路后ECM無(wú)法通過(guò)CAN總線向組合儀表傳送發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)， 導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表一直指在最初的零位置。4.自動(dòng)變速器擋位指示燈都不顯示正常時(shí)，擋位位置信號(hào)來(lái)自空擋位置開(kāi)關(guān)(自動(dòng)變速器上)，空擋位置開(kāi)關(guān)的信號(hào)傳送給ECM(內(nèi)含自動(dòng)變速器控制模塊)，ECM再通過(guò)CAN總線將其送給組合儀表，然后將相應(yīng)的字母點(diǎn)亮(P、R 、N 、D 、S)。斷路后，ECM無(wú)法通過(guò)CAN總線向組合儀表傳送換擋桿位置信號(hào)，導(dǎo)致相應(yīng)的字母都無(wú)法點(diǎn)亮。5.空調(diào)無(wú)冷氣空調(diào)的工作，必須有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，也就是說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作后，空調(diào)才能工作；反之，發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)作，空調(diào)無(wú)法工作。斷路后，空調(diào)放大器無(wú)法接